塔里木盆地北部奥陶系海相碳酸盐岩断溶体油藏成因类型及特征再认识

前人提出的“断溶体”油藏概念,现已成为海相碳酸盐岩油气藏勘探开发的新目标、新类型。但断溶体油藏与传统的风化壳型喀斯特油藏有显著差别,断溶体储集体类型、结构特点也存在差异。研究断溶体溶蚀作用和构造破裂作用的差异性,将断溶体划分为过溶蚀残留型、破碎+强溶蚀型和强破碎+弱溶蚀型3种类型。研究表明不同成因类型的断溶体油藏,其溶蚀程度、缝洞规模、累产油量、地层能量和缝洞间连通性差异明显。过溶蚀残留型油藏的分布受风化壳不整合面及断裂带的纵向溶蚀作用控制。破碎+强溶蚀型及强破碎+弱溶蚀型油藏的形成和分布与不整合面的发育和构造位置关系不大,主要受溶蚀断裂带“破碎+溶蚀程度”控制,在溶蚀断裂带核部发育规模较大的洞穴,向两侧逐步发育裂缝-孔洞型、裂缝型储层。

滇池湖底塌陷漏水隐患研究的问题与建议

持滇池漏水隐患点急变临灾推论和漏水隐患不成立否定意见的双方都做了大量的分析论证工作,并发表和提交了研究成果。但以地球系统科学、水工环地质学和地球探测技术科学的理论、原理和地质勘查认识问题的程序和规范来衡量,均不同程度地存在着概念性、系统性、规范性的错误或不足,主要表现在地质学概念及术语不清、水文地质调查研究不足、湖盆形成及演化历史研究薄弱、水文地质勘探验证欠缺等,从而导致各方推断依据皆不够充分。对这些问题,文章逐一进行了深入的分析,并根据区域自然地理、地质、水工环地质等调查(勘查)研究程度及资料,结合实际工作经验,对今后的研究提出了规范地质学基本概念、开展湖底洼地钻探试验及监测、系统开展综合研究和野外查证的具体改进建议。明确指出滇池漏水隐患成立与否,关键在于湖底洼地发生岩溶塌陷的风险,必须实施钻探验证才能得出科学的定论。

塔里木盆地顺北油田超深断溶体深度学习地质建模方法

断控缝洞型储层是分布在中国塔里木盆地奥陶系的一种特殊类型储层,具有埋藏深、成因复杂、非均质性强等特点,受限于井资料稀疏和地震品质低等因素,断控缝洞型储层的准确表征与精细建模面临重要挑战。综合钻测井、岩心、野外露头及三维地震信息,在断控缝洞型储层构型模式指导下,构建了断溶体深度学习训练样本;在深度学习网络综合分析基础上,提出了适用于深层断溶体的深度学习建模方法。研究结果表明:深层少井资料条件下,基于多源数据综合建立的“原位等尺度”训练样本是断溶体深度学习建模的基础;优选的地质体目标图像转换网络可以较好地实现从地震数据到断溶体储层的直接预测。在训练网络搭建基础上,建立了塔里木盆地顺北油田5号断裂带南段的断溶体储层三维模型,该模型多维度符合断控岩溶地质模式及分布规律,与基于钻井资料的储层预测符合率较高。提升断溶体深度学习地质建模的精度和条件化程度是未来的努力攻关方向之一。

喀斯特断陷盆地景观生态风险演变及其地形分异

景观生态风险评价是构建区域生态安全格局的关键途径。以喀斯特断陷盆地为研究对象,从自然、社会、景观格局三个维度选取11个评价因子构建景观生态风险评价指标体系,通过空间主成分分析的方法评价研究区2000—2020年的景观生态风险时空演变格局,并基于地形位指数系统揭示喀斯特断陷盆地景观生态风险与地形的关系。结果表明:(1)2000—2020年,喀斯特断陷盆地的景观生态风险水平整体呈下降趋势,生态环境整体好转。(2)景观生态风险的变化呈现出较强的时空异质性,南部更甚。2000和2005年,研究区高、较高景观生态风险区主要分布于研究区北部和南部部分地区;2010年及其以后,高风险区面积显著减少,低风险区面积显著增加,但南部个别区县的风险水平未明显改善。(3)20年间,除建设用地外,不同土地利用类型的生态风险水平均显著降低。到2020年,耕地、林地、草地均主要分布在风险水平较低的区域,而建设用地在高风险区的面积仍高达43.43%。(4)景观生态风险在不同地形位梯度的变化随时间推移有显著差异。研究初期,各风险区对地形的选择性较强,低、较低风险区在中、低地形位区间的分布优势较强,高风险区倾向分布在高地形位区间;随时间推移,不同等级风险区对地形的选择性减弱,地形对景观生态风险的影响逐渐减小,人类活动对景观生态风险的影响日益凸显。

基于土地利用变化的喀斯特断陷盆地景观格局演变与生态安全评价

喀斯特地区生态重要性与脆弱性并存,研究喀斯特断陷盆地景观生态安全格局演变对当地土地利用高效管理和生态修复具有重要意义。以云南、四川、贵州三省交界处的喀斯特断陷盆地为研究对象,基于2000—2020年土地利用数据,通过构建土地利用转移矩阵、计算景观格局指数和景观生态安全指数,系统分析土地利用、景观格局与景观生态安全水平的时空演变特征。结果如下:(1)林地、草地、耕地是研究区主要土地利用类型,面积占比超过96%。土地利用变化主要发生在2005—2010年和2015—2020年,空间上表现出整体稳定而局部变化剧烈的特点,以退耕还林还草和林地向草地转换为主,耕地面积在过去20年共减少了386.62 km^(2)。(2)景观多样性与均匀度上升,景观蔓延度下降。林地的最大斑块面积比例下降而草地上升,多数用地的斑块密度上升而集聚度下降,土地利用结构整体优化,但破碎化趋势明显,尤其是林地、耕地和草地。此外,建设用地呈连片化扩张。(3)景观生态安全水平明显提升,一般安全及以上安全区面积占比由2000年的62.35%上升到2020年的98.11%。在石漠化治理和生态保护的推动下,南部的生态安全水平大幅提高,推动空间格局从“北高南低”逐步转向“南北相对均衡”。景观生态安全水平的空间集聚性明显,高-高值集聚区主要在北部而低-低值集聚区主要在南部,需进一步推动北部生态保护以保障其生态屏障功能的发挥,并加强南部生态修复来提升其生态安全水平。此外,需持续推进石漠化治理并合理调控当地经济发展与生态保护间的关系,来维持生态安全水平的长期稳定。

岩溶断陷盆不同深度土壤微生物量碳氮对植被演替的响应

为了解岩溶断陷盆地底部不同植被类型土壤微生物量碳氮(MBC、MBN)含量的变化,以中国西南典型生态脆弱区云南省岩溶断陷盆地底部原始森林、草地、人工林、灌丛和玉米地土壤为研究对象,探究土壤微生物量碳氮对植被类型的响应。结果表明:灌丛类型土壤微生物量碳氮含量最高,微生物量碳氮含量随植被正向演替呈现先增大后减小的趋势;各植被类型土壤微生物量碳含量随土层深度增加而降低。多因素方差分析出土层深度和植被类型是土壤微生物量碳含量的显著影响因素(P<0.05),其中土层深度是土壤微生物量碳含量的极显著影响因素(P<0.01)。

西南喀斯特不同生境石漠化程度划分方法研究

石漠化程度是描述发生在特定时空下的石漠化发展程度及石漠化空间分布状况,是石漠化严重与否的最直接反映。通过划分石漠化程度,可明确研究区石漠化的范围、面积、严重程度及分布状况。研究基于西南两个不同地貌区的小生境——断陷盆地小生境、岩溶高原小生境,选取1995~2015年的Landsat数据,在原有石漠化分类体系基础上,运用模糊推理系统构建石漠化程度模糊划分体系,计算模糊划分结果的分类精度,并将模糊划分结果与政府监测的石漠化数据和实地采样结果进行对比,验证石漠化程度模糊分类方法的科学性和适用性。

岩溶断陷盆地湿地成因类型及水流系统特征研究

云南断陷盆地岩溶湿地众多,是云南高原生态系统的重要组成部分,但因各种原因,造成湖泊淤积、水面面积缩小以至消亡,滇东地区的湖泊退化较为明显,近30年内有20多个天然湖泊过早消亡。文章开展滇东岩溶断陷盆地内具有代表性的通海湖泊退化型(杞麓湖湿地)、泸西地下水聚积型(黄草州湿地)、宣威地下河淤塞型(格宜串珠状湿地)三种类型典型岩溶湿地研究,主要研究湿地的成因类型及特征、湿地“三场”(径流场、水化学场、温度场)特征,分析岩溶断陷盆地内天然形成的湿地地质条件、水文地质条件、水环境影响因素及定量评价水环境质,以及岩溶湿地自然及人为影响因素、影响形式、作用强度、效应和水源减小、污染加剧、水质下降、湿地萎缩等及其生态环境问题。研究结果表明,通海湖泊退化型(杞麓湖湿地)受人为和自然因素影响较大,水质水量是其退化的主要原因;泸西地下水聚积型(黄草州湿地)受湿地内地下补给、净化、修复,水质总体较好;宣威地下河淤塞型(格宜串珠状湿地)受区域地下水水位变化影响,地下水总体丰富。文章研究成果为岩溶断陷盆地湿地的保护、科学研究、利用、生态修复提供地质依据。

塔里木盆地超深油气藏流体相行为变化特征

超深储层复杂的地质条件导致流体相态特征呈现多样性和多变性,为勘探开发带来了极大挑战。以塔里木盆地顺北地区为例,通过建立超深油气藏流体相态研究方法,采用等时间间隔井下取样方法,在获取不同生产阶段地层流体样品的基础上,研究了典型油气井地层流体的相行为变化特征,并通过开展两期充注流体混合开发沥青质沉积实验,揭示了凝析气井发生沥青质沉积的原因,从流体相变角度提出了合理开采建议。研究结果表明,顺北4号断裂带D1井钻遇的断溶体存在深部原油供给,垂向上呈现上气下油的组分梯度变化,开采过程中地层流体类型由凝析气向近临界态凝析气、再向挥发油转变。反凝析后的凝析油来源于两期充注流体,一是凝析气中自含的凝析油,另一小部分来自于深部原油被凝析气抽提出的轻质组分。而D2井钻遇断溶体为单一封闭凝析气藏,其相态变化规律与常规凝析气相近。D1井出现的沥青质沉积与上部凝析气和深部原油被同时动用有关,当凝析气与深部原油混合开采时,会导致沥青质沉积起始压力和沉积量大幅增加,加剧沥青质在储层和井筒中沉积。建议采用先油藏后气藏、保压方式开采上气下油型断溶体油气藏。取得的成果为超深油气藏高效勘探开发提供了参考和借鉴。

塔北深层海相碳酸盐岩断溶体成藏认识及油藏特征

根据塔北地区海相碳酸盐岩油藏勘探开发实践,基于对断裂破碎作用、岩溶作用及溶蚀断裂带的控储、控藏特征研究,创新提出的“断溶体”圈闭(油藏)概念,业已成为碳酸盐岩油气勘探开发的新目标、新类型,丰富了海相碳酸盐岩油气藏理论认识。断溶体油藏宏观上具有“断溶控储、深断控藏、物性圈闭、垂向疏导、复式聚集、分段成藏”的成藏特征。断溶体油气藏沿断裂破碎带呈条带状分布,其宏观展布不受局部构造控制,油气藏无统一油水界面。基于以上地质条件的耦合,受断裂带结构特征差异的影响,同一断裂带的不同段,其富集、含水及连通特征具有明显差异,具有“一断裂段一单元,一单元一油藏”的特征,与传统的碳酸盐岩构造型、复合型等油藏类型具有显著差别。针对不同的断溶体油藏特征,需有针对性地制定开发治理对策。国内外油气田开发实践证实,包括碳酸盐岩、白云岩和砂岩在内的多种岩性地层中,均发育规模不等的断裂带、裂缝带,重视和深化研究深层海相碳酸盐岩断溶体圈闭(油藏)对油气勘探开发具有重要意义。

顺北油气田含水高含凝析油凝析气井产能评价

塔里木盆地顺北油气田断溶体气藏凝析气井地层压力波动明显,与基于地层压力不变的传统系统试井解释方法不适配;由于含水和高含凝析油,常规气井无阻流量的评价结果偏差较大。为实现顺北油气田凝析气井产能评价,利用试井阶段弹性产率修正了系统试井资料,提出了含水和高含凝析油的凝析气井产能评价方法。通过实例验证,该评价方法适用于顺北油气田凝析气井无阻流量的产能评价,为顺北含水高含凝析油凝析气井产能定量认识提供了依据。

喀斯特断陷盆地石漠化演变及治理技术与示范

岩溶断陷盆地区是国家石漠化综合治理工程、生态安全屏障、连片特困区,同时也是石漠化治理科技投入薄弱。针对断陷盆地盆-山共存的环境地质结构分异,及水土资源不匹配和石漠化严重等问题,在滇东蒙自、建水、泸西为重点区,开展"喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范(2016YFC0502500)"项目的国家重点研发活动,阐明流域尺度石漠化演变机理,以水土资源高效利用为基础、生态服务功能提升为核心,研发石漠化综合治理技术,形成生态治理-生态产业协同发展模式,为生态富民和生态文明建设提供技术与示范。形成喀斯特断陷盆地石漠化机理识别-治理技术研发-生态产业模式构建-综合效益评估-国土资源空间高效利用对策等系列成果,培养一支高水平创新团队。

云南断陷盆地高原面典型小流域土壤元素含量特征

岩溶断陷盆地是中国西南岩溶地区典型的生态脆弱区。其特殊的盆-山共存的地质分异构造制约着断陷盆地地貌演化过程和水土岩植的空间分异格局。为探明断陷盆地高原面土壤元素全量及有效态含量特征,以云南蒙自市断陷盆地高原面典型封闭落水洞小流域为研究对象,探讨了铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、钙(Ca)、镁(Mg)、钾(K)、钠(Na)、磷(P)、铝(Al)、铬(Cr)、钴(Co)、镍(Ni)、镉(Cd)、铅(Pb)等15种常量与微量土壤元素的含量及微量元素有效态含量特征。结果表明,(1)石漠化较为严重地区的元素全量和有效态含量均较为离散,这与石漠化区土壤空间异质性有较大关系;受裸露岩石的"聚集效应"影响,石漠化较严重地区元素全量和有效态含量平均值均较高。(2)pH值仅与Co和Pb的有效态含量呈正相关关系,与其他元素的相关关系不显著,这可能与土壤元素的溶解度随pH值上升而逐渐下降,而元素的固定和吸附却随土壤pH值的上升而增加有关。SOC和TN与9种微量元素的有效态含量之间的关系一致,除与Cr的有效态含量相关关系不显著之外,与其余8种元素的有效态含量之间均呈极显著正相关关系,这主要是因为微量元素能与有机化合物结合成分子量小、呈离子态、简单而可直接为植物所吸收的络合态。该研究结果可为阐明断陷盆地石漠化与地质环境分异协同演变的关系提供基础数据。

可控源音频大地电磁测深在北京延庆盆地东部岩溶水勘查中的应用

北京延庆盆地东部是隐伏岩溶分布区,以往研究程度较低。查明该区深部地质结构对于评价岩溶水资源、为首都优选战略后备水源地具有重要意义。为此,在旧县村附近完成了两条可控源音频大地电磁测深(CSAMT)勘探剖面。根据二维反演结果,确定了旧县断裂的位置、查明了蓟县系岩溶含水层埋深,在此基础上实施了1眼勘探孔,结果表明CSAMT勘查成果与实钻结果具有很好的一致性。说明CSAMT可以有效查明隐伏岩溶区地质构造和岩溶含水层的分布情况,为优选井位和井身设计提供可靠的地球物理依据。

塔里木盆地顺北断溶体油气藏微生物特征及有利区预测

油气微生物检测技术因廉价、直接、高效等特点而日益受到油气勘探界的重视。文章对油气勘探潜力较大的顺北地区顺8井北三维区开展了油气微生物异常特征的研究。采取改良平板培养计数法和16S rRNA基因克隆文库法与高通量测序法对土壤样品中的油气微生物进行定量检测,采用改良平板培养计数法了解了顺北地区的微生物数量特征,通过16S rRNA基因克隆文库法与高通量测序法查清了顺北地区油气微生物的种类异常情况。根据检测结果建立了顺北-跃参已知油气藏的微生物数量及种类异常模式,并以此为依据对顺8井北三维区划出了4个微生物数量异常区,推测出未知区存在4个潜在有利勘探目标区(异常区)。

理论技术和油气勘探的突破——以塔里木盆地勘探为例

塔里木盆地油气勘探主要集中在满加尔油气系统和库车油气系统。满加尔油气系统中油气勘探的关键是了解储层的发育、风化壳和裂缝的分布规律。库车油气系统中下第三系盐的塑性流动、地层的强烈变形和高陡的构造形态给勘探带来巨大的困难。轮南是满加尔油气系统中油气富集区之一 ,勘探实践证明地震、测井储层评价、裂缝分布数值模拟、产能测试、综合地质分析等多学科联合应用 ,对碳酸盐岩储层进行勘探是十分有效的方法。研究结果表明 ,轮南中部和西部地区是最有利的勘探地区。在库车油气系统中 ,对于具有地表山地、巨大地应力、厚层盐分布的高陡构造带 ,通过应用平衡剖面技术、断层相关褶皱理论和先进的地震采集、处理、成像和解释 ,快速钻过巨厚盐层钻井技术 ,建立符合实际的地质构造模型 ,实现了油气勘探的突破 ,发现了克拉 2大型气田。上述两个地区的实践表明 ,新理论和先进的技术能带来油气勘探的重大成功。

塔里木盆地石灰窑露头区寒武系碳酸盐岩断控岩溶储层的形成机制及指示意义

塔里木盆地柯坪断隆石灰窑露头区寒武系碳酸盐岩地层出露齐全,野外观测到的古岩溶现象丰富,可与井下寒武系深埋碳酸盐岩储层进行类比。以研究剖面的碳酸盐岩岩溶储层野外露头为对象,通过实地考察与取样,结合显微观察及稳定同位素和稀土元素等地球化学分析测试方法进行研究。结果表明:石灰窑地区发育的岩溶储层具有明显与断裂相关的特点,在纵向、横向上表现出不同结构及组合特征,充填物以方解石为主;研究区寒武系地层的成岩流体以大气淡水为主,伴随地层水混合流体的影响;研究区NNE和NE向大型断裂为自上而来的大气水流体提供良好的通道,有利于流体对地层的改造,非暴露型断控岩溶作用对储层形成起主要控制作用。

塔里木盆地轮古西地区奥陶系断裂特征及其对油气富集的控制作用

针对塔里木盆地轮南古潜山轮古西地区奥陶系断裂解释存在的难点,利用最新的三维地震资料,结合区域构造背景,采用平面上参考相邻塔河地区的断裂发育规律,纵向上参考多层地震属性,对断裂进行了精细刻画和认识。结果表明:轮古西地区奥陶系断裂按形成时间分为中晚加里东期、海西期,按规模分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级;同时,断裂对潜山地貌、沟谷水系、岩溶储层具有重要的控制作用,进而影响油气的富集成藏;断裂对油气富集的控制作用主要表现在Ⅰ级及部分Ⅱ级断裂控制油气的垂向运移通道,并通过控制古地貌影响油气的平面优势运移方向,而Ⅲ级及另外部分Ⅱ级断裂通过影响岩溶作用进而控制着碳酸盐岩缝洞型储层的发育和分布。该认识对轮古西地区碳酸盐岩油气藏的勘探开发具有一定的指导意义。

塔里木盆地顺北超深断溶体油藏特征与启示

近年来,塔里木盆地顺托果勒低隆起发现了10亿吨级的新类型油藏——顺北超深断溶体油藏。通过深化顺北地区油气成藏地质条件认识,突破了构造低部位岩溶储层欠发育的限制,提出走滑断裂带构造破裂作用为主的叠加后期埋藏流体改造也可形成规模储层。走滑断裂带多期活动对储层改造、圈闭形成和油气运聚具有重要的控制作用,建立了顺北超深断溶体油气藏“寒武纪多期供烃、深埋断溶成储、原地垂向输导、晚期成藏为主、走滑断裂控富”成藏模式,初步提出了顺北断溶体油藏富集的主控因素。顺北超深断溶体油藏作为一种新类型油藏,丰富了海相碳酸盐岩油气成藏理论,展现了超深层海相碳酸盐岩巨大的勘探潜力,是盆地未来油气增储的重点领域。

塔里木盆地玉北地区奥陶系储层成因及分布

基于岩心观察、薄片鉴定、成像测井及物性等资料,结合地球化学分析,塔里木盆地玉北地区奥陶系岩溶储层具有明显的"上下分层、东西分异"特征。纵向上储层可以分为3套,分别为表层(以鹰山组上段为主)、鹰山组下段和蓬莱坝组,表层储层储集空间以裂缝型为主,鹰山组下段以裂缝-溶蚀孔洞型为主,蓬莱坝组则以溶蚀孔洞型为主。平面上储层特征具有明显差异,东部断褶区的断裂带,储层发育,以裂缝型为主,东部断褶区的断洼区、中部平台区及西部斜坡区,储层相对较差。纵向上按成因分类,将储层划分为2种类型:表层风化壳岩溶型和内幕断控岩溶型。建立了玉北地区储层发育地质模式。表层风化壳岩溶储层主要分布在南部斜坡区、中部平台区、东部断褶区的断裂带、西部斜坡区罗斯2井区的断裂带等古构造高部位,断控岩溶储层主要沿规模断裂分布。指出中部平台区为下一步有利勘探区带。